Аналоговая схемотехника
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
°блице:
Ф=мкФ
Задача № 2
. Нарисуем принципиальную схему усилителя (Рис. 3).
Цепи коррекции и балансировки индивидуальны для каждого усилителя, и поэтому на рисунке не показаны.
Рис. 3
. Расчет начинается с определения сопротивления резистора защиты :
Ом
принимаем ГОСТ R4=3кОм
где:- максимальная амплитуда выходного сигнала
- максимальный постоянный выходной ток
Справедливость приведенного выражения можно пояснить с помощью амплитудной характеристики ОУ, приведенной на Рис. 4:
Рис. 4 - Амплитудная характеристика ОУ
Буквами и отмечено напряжение источников питания, а буквами и - максимальная амплитуда выходного сигнала. На Рис. 4 , но это условие на практике не всегда выполняется. Полный раствор входной характеристики , как правило, измеряется долями милливольта. Поэтому в схемах обработки аналоговых сигналов с помощью ООС его приходится искусственно расширять. С помощью предотвращают перегрузку ОУ. Следует отметить, что значительная часть ОУ снабжена внутренней защитой и тогда не ставится.
. Далее надо рассчитать сопротивление резистора . При этом следует учитывать два обстоятельства. Во-первых, сопротивление не должно шунтировать нагрузку, а, во-вторых, сопротивление желательно выбирать возможно меньшей величины, чтобы обеспечить минимальные фазовые искажения в цепи ОС.
Часто выбирают .
Ом=кОм.
В соответствии с таблицей номиналов выбираем кОм.
. Прежде, чем приступить к расчету , следует обратиться к двум вспомогательным формулам. Коэффициент усиления ОУ, охваченного ООС , рассчитывается по формуле:
,
где - коэффициент усиления без ООС
- коэффициент передачи цепи обратной связи.
В данном случае
Поскольку по условию и заданы, то необходимо согласно первому выражению рассчитать величину :
Согласно второму выражению
Ом.
По таблице выбираем номинальное значение: Ом.
Для того, чтобы не дебалансировать усилитель за счет хотя и малых, но всё же имеющих место входных токов, выбирают .
. Входное и выходное сопротивления рассчитываются по формулам:
Ом
Ом=6,7kOm
. Входная емкость самого ОУ (несколько пикофарад) пренебрежимо мала по сравнению с емкостью, вносимой за счет параллельной по входу ООС. Собственно емкостная составляющая цепи ООС создается за счет проходной емкости резистора (на Рис. 3 обозначена пунктиром).
Тогда ,
где пФ:
Ф=6нФ
. Максимальная амплитуда входного сигнала зависит только от максимальной амплитуды выходного сигнала и коэффициента усиления:
В=1,3мВ
8. Глубина обратной связи:
. Определение частоты полюса . У реальных ОУ АЧХ круто падает при увеличении частоты сигнала. Для проведения инженерных расчетов удобно пользоваться идеализированной АЧХ, приведенной на Рис. 5. На оси ординат в логарифмическом масштабе отмечается паспортная величина , а на оси абсцисс - частота единичного усиления - это частота, на которой уменьшается до единицы.
По заданию ,= 10 МГц.
Затем от отметки на оси ординат проводится прямая, параллельная оси абсцисс, до частоты
Гц
и эта точка соединяется с отметкой . Всегда наблюдается закономерность: чем больше , тем меньше .
Для нахождения частоты на оси ординат идеализированной АЧХ отмечается заданный коэффициент усиления и проводится прямая, параллельная оси абсцисс до пересечения с АЧХ (пунктир на Рис. 5). Из точки пересечения опускается перпендикуляр на ось абсцисс. АЧХ спроектированного усилителя будет ограничиваться горизонтальной пунктирной линией и склоном АЧХ ОУ.
Рис. 5 - Идеализированная АЧХ усилителя
Список литературы
1. Задания и методические указания к курсовому проектированию по дисциплине Основы схемотехники А.В. Ананьин, СибГУТИ ХФ, 2002
2. Аналоговая схемотехника устройств радиосвязи, радиовещания и телевидения А.В. Ананьин, СибГУТИ ХФ, 2000
3. Пособие по выполнению и оформлению курсовых работ и дипломных проектов.